KR100469389B1 - 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 구조에 관한 것으로, 종래 플라즈마 디스플레이 패널은 청색의 가시광을 더 많이 방출하여 색온도를 향상시키기 위해, 격벽을 비대칭으로 형성하여 청색 픽셀영역의 면적을 넓히거나, 청색 픽셀의 구동전압을 높여 사용함으로써, 제조공정의 난이도가 증가하여 수율이 감소하거나, 휘도와 콘트라스트를 저하시키는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 상판유리와; 상기 상판 유리의 저면 일부에 위치하는 서스테인전극과; 상기 서스테인전극의 저면 일부에 위치하는 버스전극과; 상기 버스전극, 서스테인전극 및 상판유리의 하부전면에 위치함과 아울러 희토류 산화 조성물의 성분 및 조성비의 조절에 의해, 청색 가시광의 투과율이 적색 및 녹색 가시광의 투과율보다 높게 가시광의 파장별 투과율을 조절하고, 청색으로 채색되어, 그 채색된 청색과 동일한 파장의 가시광의 투과율이 다른 파장의 가시광의 투과율 보다 높게 한 유전층과; 상기 유전층의 하부에 위치하며, 그 유전층을 보호하는 보호층으로 구성함으로써, 상판 유전막의 성분을 변경하여, 특정한 파장의 가시광에 대한 투과율을 조절함으로써, 청색 가시광의 투과율을 상대적으로 높여, 용이하게 플라즈마 디스플레이 패널의 색온도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조{STRUCTURE FOR UPPER PLATE OF PLASMA DISPLAY PANEL}
본 발명은 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조에 관한 것으로, 특히 상판의 유전막에 필터성분을 추가하여 색온도를 향상시키는데 적당하도록 한 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마 디스플레이 패널은 형광체에 의한 풀컬러 매트릭스(FULL COLOR MATRIX)에 적당한 면방전형 디스플레이로서, 하이비전(HIVISION) 영상의 분야로 용도확대를 위해 고정세화와 대화면화가 가속되고 있다.
플라즈마 디스플레이 패널은 미세한 방전 표시 셀을 구분하는 격벽과, 그 격벽의 아랫면에 접합되는 배면판(하판)과 영상이 표시되는 전면판(상판)으로 크게 나눌 수 있다.
상기 격벽, 배면판, 전면판으로 둘러 쌓인 공간에 상호 대향하는 전극을 형성하고, 그 공간 내에 방전가스를 봉입하여, 상기 전극의 전위차에 따라 상기 방전가스를 플라즈마화 하여, 자외선을 발생시킨다.
상기 자외선에 의해 빛을 발산하는 형광체를 상기 격벽과 배면판의 전면에 형성해 둠으로써, 화면을 표시할 수 있게 된다.
상기 플라즈마 디스플레이가 갖추어야 할 중요한 특성은 높은 색온도와 높은 콘트라스트(CONTRAST)이며, 이와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도1은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 하판유리(1)의 상부에 위치하는 하지막(2)과; 상기 하지막(2)의 상부일부에 위치하는 어드레스전극(3)과; 상기 어드레스전극(3)과 하지막(2)의 상부전면에 위치하며, 상부면이 평탄한 하판유전체(4)와; 상기 하판유전체(4)의 상부일부에 위치함과 아울러 상기 어드레스전극(3)으로부터 소정거리 이격되며, 수직 방향으로 더 긴 형태의 격벽(5)과; 상기 격벽(5)의 상부측에 위치하는 블랙매트릭스(BM)와; 상기 블랙매트릭스(BM), 격벽(5)의 측면 및 상기 하판유전체(4)의 상부에 위치하는 형광체(6)와; 상기 블랙매트릭스(BM)의 상부측과는 소정거리 이격되며, 상기 하판유전체(4)와 평행한 보호막(7)과; 상기 보호막(7) 상에 위치하며, 상호 적층된 버스전극(9)과 서스테인전극(10)이 삽입된 형태의 상판유전체(8)와; 상기 상판유전체(8)와 서스테인전극(10)의 상부에 위치하는 상판유리(11)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 동작을 설명한다.
먼저, 배면판 영역의 어드레스전극(3)과 전면판 영역의 버스전극(9)에 전압이 인가되면, 상기 격벽(5), 블랙매트릭스(BM), 보호막(7) 및 하판유전체(4)로 둘러쌓인 셀영역 내에 위치하는 방전가스를 플라즈마(PLASMA) 상태로 만든다.
상기 플라즈마에서는 자외선이 발생되며, 그 자외선에 의해 상기 형광체(6)는 여기되어 가시광선을 발생시킨다.
이때 가시광선은 상기 상판유리(11) 측을 통해 발산되어 특정한 화면을 표시하게 된다.
도2는 종래 플라즈마 디스플레이 패널 상판의 상세 구조도로서, 이에 도시한 바와 같이 유리기판(21)의 하부일부에 두 서스테인전극(22)이 위치하며, 그 서스테인 전극(22)의 하부면 일부에 버스전극(23)이 위치한다.
상기 버스전극(23), 서스테인전극(22) 및 유리기판(21)의 하부전면에는 상부 유전막(24)이 위치하고, 그 상부유전막(24)의 하부에는 하부유전막(25)이 위치한다.
또한, 상기 하부유전막(25)의 보호를 위한 보호막(26)이 그 하부유전막(25)의 하부에 위치한다.
상기 동작설명에서 형광체(6)에서 발생한 가시광선은 상기 보호막(26), 하부유전막(25), 상부유전막(24) 및 유리기판(21)을 통해 외부로 진행하게 되므로, 플라즈마 디스플레이 패널의 표시특성을 향상시키기 위해서는 광투과도가 우수한 재료를 사용해야 한다.
상기와 같은 특성을 고려하여, 상기 보호막(26)은 MgO를 사용하며, 상기 상부유전막(24) 및 하부유전막(25)은 PbO-B2O3-SiO2계열의 유전막을 사용한다.
또한, 상기 플라즈마 디스플레이 패널의 갖추어야 할 중요한 특성중 하나는 높은 색온도를 갖는 것이다.
모니터나 텔레비전 등의 디스플레이 장치에서 색신호가 없는 백색의 신호가 입력될때 디스플레이 되는 기준 백색은 디스플레이의 색설계에서 중요한 요소를 차지한다.
통상적으로 모니터는 9500 °K, 텔레비전은 12000~13500°K 정도의 색온도를사용하고 있다.
통상 텔레비전에서는 백색을 약간 푸른색이 감돌도록 표시하여, 시청자가 백색을 보다 깨끗하게 인식할 수 있도록 하고 있으며, 프로젝션 텔레비전에서는 광원으로 사용되는 램프의 특성과 시스템의 효율에 의해 6500~7000°K 부근의 백색을 사용하고 있다.
이는 화이트 밸런스(WHITE BALANCE)를 조정하여, 그 색온도를 조정하는 것이며, 기본 색의 휘도와 색도에 의해 결정된다.
종래 플라즈마 디스플레이 패널에서 사용하고 있는 형광체(6)에서 플라즈마의 147nm의 파장을 가지는 진공자외선이 방출되는 가시광은, 녹색의 투과율이 가장 크고, 적색의 투과율이 그 다음이며 색온도에 가장 많은 영향을 주는 청색의 투과율이 가장 낮은 상태로 발생된다.
상기와 같은 종래 플라즈마 디스플레이 패널의 특성상 형광체의 재료를 개선하기 전에는 광특성이 저하된다.
상기 색온도의 향상을 위한 종래 플라즈마 디스플레이 패널은 격벽을 비대칭구조로 하여, 청색을 표시하는 픽셀의 크기를 녹색 및 적색을 표시하는 픽셀의 크기보다 크게 하여, 청색의 가시광이 상대적으로 더 많이 투과될 수 있도록 하였다.
그러나, 이와 같은 방법은 색온도와 콘트라스트를 향상시킬 수 있지만, 제조공정의 난이도가 증가하여, 수율의 저하가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 색온도를 향상시키기 위한 다른 방법은 청색영역의 플라즈마 방전을 더욱 강하게 하기위해, 인가되는 전압을 조정하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 경우에는 휘도와 콘트라스트를 저하시켜 계조 표현 능력을 저하시키게 된다.
상기한 바와 같이 종래 플라즈마 디스플레이 패널은 청색의 가시광을 더 많이 방출하여 색온도를 향상시키기 위해, 격벽을 비대칭으로 형성하여 청색 픽셀영역의 면적을 넓히거나, 청색 픽셀의 구동전압을 높여 사용함으로써, 제조공정의 난이도가 증가하여 수율이 감소하거나, 휘도와 콘트라스트를 저하시키는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 휘도와 콘트라스트를 저하시키지 않고 용이하게 색온도를 향상시킬 수 있는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조를 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도2는 도1에 있어서 상판의 상세 단면도.
도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 단면도.
도4는 도3에 사용된 유전막의 성분의 혼합비 실시표.
도5는 도3에 있어서, 유전막 제조공정의 일실시 순서도.
도6은 도3에 있어서, 유전막 제조공정의 다른 실시 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
30:유리기판 31:서스테인전극
32:버스전극 33:유전막
34:보호막
상기와 같은 목적은 유전막의 성분을 변경하여, 가시광의 파장별 투과율을 청색 가시광의 투과율이 적색 및 녹색 가시광의 투과율보다 높게 조정함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도3은 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 유리기판(30)의 하부일부에 위치하는 서스테인전극(31)과; 상기 서스테인전극(31)의 하부일부에 위치하는 버스전극(32)과; 상기 유리기판(30), 서스테인전극(31), 버스전극(32)의 하부전면에 위치하며, 청색의 가시광의 투과율이 적색 및 녹색의 가시광의 투과율 보다 높은 유전막(33)과; 상기 유전막(33)의 하부전면에 위치하는 보호막(34)으로 구성된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상판구조, 동작 및 제조방법을 좀더 상세히 설명한다.
상기 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상판은 그 유전막(33)에 가시광의 특정 파장에 대한 광투과율이 변화될 수 있는 조성을 갖는다.
즉, 일반적인 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 유전막은 PbO-B2O3-SiO2계열의 재료를 사용하고 있으며, 각 가시광의 파장에 대하여 거의 동일한 투과율을 나타낸다.
이 처럼 거의 동일한 투과율을 나타내기 때문에 여기된 형광체에서 발산되는 특정 파장의 가시광량의 비율이 그대로 투과되어, 색온도의 차이는 전적으로 그 형광체의 특성에 의해 결정된다.
그러나, 상기 유전막(33)은 PbO-B2O3-SiO2계열의 유전체에 천이금속이온과 희토류이온을 혼합하여, 각 가시광의 파장에 따른 투과율을 다르게 설정한다.
즉, 색온도에 가장 영향을 주는 청색 가시광에 대한 광투과율이 적색 및 녹색 가시광에 대한 광투과율에 비하여 높게 설정하여, 실제 유리기판(30)의 전면에 나타나는 청색 가시광의 광량이 적색 및 녹색에 비하여 상대적으로 많게 되도록 한다.
상기 유전막(33)이 가시광을 필터링할 수 있는 이유는 약간의 착색이 이루어짐으로써, 원하는 파장의 가시광의 광량이 더 많이 투과될 수 있도록 하는 것이다.
상기 유전막(33)에 첨가하는 물질로는 Nd2O3, CoO, Co3O4를 예로 들 수 있다.
상기 Nd2O3는 그 혼합량이 5~23%의 중량비를 가지도록 첨가할 수 있다.
상기 5%의 중량비 이하에서는 광특성에 대한 효과, 즉 필터링 효과가 적고, 23%가 넘어서면 전이점이 너무 높아지게 된다.
또한, CoO 또는 Co3O4는 그 중량비를 3%미만으로 한다. 만약 그 이상이 혼합되면 상기 유전막(33)의 착색 정도가 과도하게 되며, 이는 플라즈마 디스플레이 패널의 투과율을 크게 감소시키며, 외관상의 색이 너무 진해져 색상의 균형이 틀어져 사용할 수 없게 된다.
도4는 상기 유전막(33)을 제조하는데 사용하는 재료의 실시예에 따른 중량비를 나타낸 표로서, 6개의 실시예를 표시하고 있다.
각 실시예에서 알 수 있듯이 PbO는 55~72%의 중량비, SiO2는 1~21%, B2O3는 4.2~20%, Al2O3는 1~7%, MgO와 CaO는 0~0.5%, ZnO는 0~9%의 중량비로 혼합하며, 첨가물인 CoO와 Co3O4는 0~3%, Nd2O3는 0~23%의 중량비를 가지도록 혼합한다.
상기 언급한 표에는 각 실시예별로 열팽창 계수와 전이점이 표시되어 있으며, 열팽창계수는 70~80×10-7/℃의 범위를 가지며, 전이점의 온도는 380~472℃의 범위를 나타낸다.
상기의 첨가물은 상기 언급한 실시예외에 NiO, MnO, Mn3O4, Gd2O3, Cr2O3,V2O5, CuO를 사용할 수 있다. 이는 모두 유전막(33)을 착색할 수 있는 재료들로서, 하나 또는 둘 이상의 재료를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유리기판(30)의 하부에, 투명전극인 ITO전극을 인쇄, 패턴형성 등의 가능한 방법을 통해 형성하여, 서스테인전극(31)을 형성한다.
그 다음, 금속의 증착 및 패터닝공정으로 상기 서스테인 전극(31)의 하부일부에 위치하는 버스전극(32)을 형성한다.
그 다음, 상기 구조의 전체 하면에 유전막(33)을 형성하며, 이때 유전막 형성방법은 페이스트(PASTE) 인쇄법 또는 드라이 필름을 사용하는 라미네이팅법(DRY FILM LAMINATING)을 사용하여 형성한다.
도5는 상기 페이스트 인쇄법을 사용하여 유전막(33)을 형성하는 제조공정의 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 먼저, 상기 언급한 재료들을 어떠한 비율로 혼합할 것인가 결정한다.
이는 조성설계에 관한 것으로, 제작할 플라즈마 디스플레이 패널의 특성에 맞는 조성을 설계한다. 이는 각 재료를 저울로 달아 상기 중량비에 의거하여, 원하는 혼합을 이룬다. 이러한 혼합을 원료 배치(BATCH)라고 한다.
그 다음, 상기 원료 배치를 백금 도가니에 담아 1000~1400℃의 온도로 가열하여 용융시킨다.
그 다음, 상기 용융된 재료를 급속냉각수조(WATER QUENCHING) 또는 냉각롤러(QUENCHING ROLLER)를 사용하여 급랭시킨다.
그 다음, 상기 냉각된 재료를 분쇄하여 미세한 분말로 만든다.
그 다음, 상기 분말을 유기 용매와 혼합하여 페이스트(PASTE)를 제조한다.
이와 같이 제조된 페이스트를 상기 유리기판(30)의 후면에 도포하고, 건조시켜 상기 가시광의 필터링이 가능한 유전막(33)을 형성한다.
또한, 도6은 드라이 필름을 이용한 유전막의 제조공정 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 상기 페이스트 인쇄법과 동일하게 각 재료를 혼합하여, 미세 분말로 가공한다.
그 다음, 유기 용매와 혼합하고, 점도가 낮은 슬러리(SLURRY) 형태로 만들어 캐스팅 법을 사용하여 드라이 필름으로 성형한다.
그 다음, 그 드라이 필름을 합착하여, 원하는 유전막(33)을 얻을 수 있게 된다.
상기와 같이 형성된 유전막(33)의 하부에는 유전막(33)의 보호를 위한 보호막(34)을 형성한다.
이때 보호막(34)은 MgO를 사용한다.
이와 같이 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 구조는 그 상판에 포함되는 유전막의 성분을 변경하는 간단한 처리에 의해, 가시광의 파장별 투과율을 조절할 수 있게 되며, 그 투과율 조절에 따라 청색 파장의 투과율을 선택적으로 향상시켜 원하는 색온도를 얻을 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 구조는 상판 유전막의 성분을 변경하여, 특정한 파장의 가시광에 대한 투과율을 조절함으로써, 청색 가시광의 투과율을 상대적으로 높이고, 특정한 색으로 채색되어, 그 채색된 색과 동일한 파장의 가시광의 투과율이 다른 파장의 가시광의 투과율 보다 높게 함으로써, 휘도와 콘트라스트를 저하시키지 않고 용이하게 플라즈마 디스플레이 패널의 색온도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 상판유리와; 상기 상판 유리의 저면 일부에 위치하는 서스테인전극과; 상기 서스테인전극의 저면 일부에 위치하는 버스전극과; 상기 버스전극, 서스테인전극 및 상판유리의 하부전면에 위치함과 아울러 희토류 산화 조성물의 성분 및 조성비의 조절에 의해, 청색 가시광의 투과율이 적색 및 녹색 가시광의 투과율보다 높게 가시광의 파장별 투과율을 조절하고, 청색으로 채색되어, 그 채색된 청색과 동일한 파장의 가시광의 투과율이 다른 파장의 가시광의 투과율 보다 높도록 상기 희토류 산화 조성물에 NiO, MnO, Mn3O4, Gd2O3, Cr2O3, V2O5, CuO, CoO, Co3O4중 선택된 하나 또는 둘 이상의 첨가물을 혼합한 유전층과; 상기 유전층의 하부에 위치하며, 그 유전층을 보호하는 보호층으로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유전층의 희토류 산화 조성물은 PbO가 55~72%의 중량비, SiO2는 1~21%, B2O3는 4.2~20%, Al2O3는 1~7%, MgO와 CaO는 0~0.5%, ZnO는 0~9%중량비로 혼합되어 구성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 디스플레이 패널의 상판 구조.
  5. 삭제
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